Isotope

Isotope: Atome eines chemischen Elements, deren Kerne gleiche Protonen-, aber verschiedene Neutronenzahl haben. Die Massenzahl dient zur Kennzeichnung, zum Beispiel Uran 235, Uran 238. Durch die Isotope von Mischelementen (chemisches Element) wird die Abweichung von ganzzahligen Atommassen erklärt. Isotope haben gleiche Elektronenzahl und (bis auf die leichtesten Elemente) gleiches chemisches Verhalten, sie können deshalb nicht chemisch getrennt werden. Außer in der Masse (siehe auch Isotopieeffekt) unterscheiden sich Isotope auch im Volumen, in Spin- und magnetische Quantenzahl des Atomkerns. Es gibt stabile Isotope und radioaktive oder Radioisotope. Elemente mit gerader Ordnungszahl Z haben fast immer mehrere stabile Isotope, solche mit ungeradem Z dagegen höchstens zwei. Stabile Isotope werden zunehmend insbesondere in der Medizin und den Biowissenschaften, zum Beispiel zur Verfolgung von Stoffwechselprozessen, verwendet. Sie lassen sich leichter handhaben als Radionuklide.

Isotopenaustausch: chemischer Vorgang, bei dem Isotope eines Elements, die sich in unterschiedlichen chemischen Verbindungen oder in verschiedenen Steilungen innerhalb eines Moleküls befinden, ihre Plätze tauschen. Der Isotopenaustausch wird durch markierte Atome nachgewiesen.

Isotopengeologie: Forschungsdisziplin, die mittels kernphysikalischer Verfahrenstechnik Aufschluss über Bildungsbedingungen eines Minerals, Herkunft der Gesteine, Alter geologische Prozesse und Paläotemperaturen gibt.

Isotopennephrographie: seitengetrennte Untersuchung der Nierenfunktion und des Harnabflusses mit radioaktiv markierten Substanzen, zum Beispiel Jod131-Hippursäure, deren Ausscheidung durch Strahlungsmessung verfolgt wird.

Isotopentrennung: Reindarstellung der Isotope eines Elements, oft auch nur Abtrennung oder Anreicherung eines dieser Isotope. Verfahren zur Isotopentrennung beruhen auf Isotopieeffekten. Isotopenmischungen in Form beschleunigter Ionen lassen sich in elektrischen oder magnetischen Feldern trennen (siehe auch Massenspektrograph, Massenseparator). Gasförmige oder flüssige Isotopenmischungen trennt man mit Gaszentrifugen, Trenndüsen, durch Diffusion, durch Thermodiffusion (mit Trennrohr: senkrechtes Rohr mit axialem Heizdraht), auf Grund der Ionenbeweglichkeiten, durch Elektrolyse und durch fraktionierte Destillation. Nach den beiden letzten Verfahren wird zum Beispiel Deuterium hergestellt Zur Anreicherung des Uran-Isotops U 235 wird vor allem die Diffusionsmethode verwendet.

Isotopenverdünnungsanalyse: ein quantitatives, radiochemisches Analysenverfahren. Bei der einfachen Isotopenverdünnungsanalyse wird dem inaktiven Analysengemisch ein Radionuklid des zu bestimmenden Stoffes zugesetzt und aus der nach der Abtrennung gemessenen spezifischen Aktivität das Analysenergebnis berechnet.

Isotopieeffekt: Unterschied in physikalischen oder chemischen Eigenschaften von Isotopen eines chemischen Elements, die durch den Masseunterschied verursacht werden, zum Beispiel Unterschied in der spezifischen Ladung, Diffusions- oder Verdampfungsgeschwindigkeit, Wärmeleitfähigkeit, chemische Reaktionsfähigkeit unter anderem Einige Isotopieeffekt werden bei der f Isotopentrennung genutzt. Optische Isotopieeffekte äußern sich zum Beispiel in einer Verschiebung der Spektrallinien bei den verschiedenen Isotopen eines chemischen Elements. Siehe auch BCS-Theorie.